高血压与靶器官损害_无创轻柔正骨,月林堂

2020-12-24 作者 elbert

原标题:高血压与靶器官损害

高血压与心功能不全

高血压对心脏的损伤最终将导致心功能不全,主要表现为舒张性心力衰竭。为了方便讨论,本文首先对心脏的收缩和舒张功能的基本原理做一简要介绍。

心脏的收缩和舒张

心脏是通过有规律地收缩和舒张运动,将血液射向动脉,推动血液在血管内流动。心脏收缩时将血液射向动脉,舒张时收集回流的血液为下一次收缩做好准备。心脏的收缩和舒张是心肌完成的一项机械运动。完成这一机械运动涉及启动心脏收缩和舒张的因素、结构基础、调节因素以及在疾病条件下的变化等问题。

一、心肌收缩和舒张的原理

  1. 与心肌收缩有关的组织结构在形态上,心肌与骨骼肌十分相似,两者在显微镜下可以见到明显的条纹,都属于横纹肌。这两种肌肉在形态和收缩机制上也十分相似,研究结果常常相互借鉴。心肌的基本(最小)收缩单位是肌小节(sarcomere)。一条心肌纤维(心肌细胞)中有成千上万的肌小节。这些肌小节的同步缩短,是整个心脏收缩的结构基础。
  2. 图3-1 是一张模式图,表示心肌由宏观到微观的组成。一块肌肉由很多肌肉纤维(muscle fiber)或肌细胞组成。一条肌肉纤维中有细胞膜和细胞质。在细胞质内,有很多(大约1000 条)肌原纤维(myofibril),它们平行排列在一起。每一根肌原纤维都浸浴在细胞质之中,肌原纤维之间没有细胞膜相隔。
  3. 在肌原纤维内, 有很多肌丝(myofilament)。肌丝有两种, 一种是粗丝(thickfilament),称肌凝蛋白(myosin);另一种是细丝(thin filament),称肌动蛋白(actin)。这两种肌丝都由不同的蛋白组成,它们之间的相互作用是肌肉产生机械运动的基础。
  4. 粗丝主要由肌凝蛋白构成。在形态上,粗丝主要有两部分:头和尾,类似高尔夫球杆。这些“球杆”平行排列在一起成束状,头端指向外侧。从功能上看,头端有两个重要结构:一是有能与肌动蛋白相结合的结合位点,二是头端附有ATP 酶(ATPase),能水解ATP 释放能量。肌凝蛋白尾的主要功能是在一定条件下产生蛋白质的构象变化,引起肌凝蛋白卷曲缩短。由于肌凝蛋白尾部缩短,推动肌动蛋白在肌凝蛋白上滑动,成为肌肉收缩的动力。

肌凝蛋白结合蛋白(MyBP-C)是粗丝(肌凝蛋白)中的一种蛋白质,由1274 个氨基酸组成,分子质量为149kDa。MyBP-C 早在30 多年前就已经分离成功,但至今对其功能还不完全了解。它的一项重要功能是对横桥(连接粗丝和细丝结构)运动的调节。MyBP-C 能与粗丝(肌凝蛋白)相互作用,对横桥的运动有“制动作用或刹车作用”。这种制动作用是可以调节的,例如当MyBP-C 磷酸化后这种制动作用消失,有利于肌小节中细丝和粗丝之间的滑动。在心肌舒张时,这种滑动对心肌的舒张尤为重要。因此,MyBP-C 的磷酸化有利于心肌的舒张。MyBP-C 的磷酸化是由环磷酸腺苷(cAMP)介导,通过磷酸激酶A(PKA)完成的,属于β- 肾上腺素受体调节通路。

细丝上主要有3 种蛋白质:肌动蛋白(actin)、肌钙蛋白(troponin)和原肌球蛋白(tropomyosin)。肌动蛋白是组成细丝的主要蛋白质,两条肌动蛋白链(300 ~ 400 个分子)组成一条绳索状的细丝。肌动蛋白上有能与肌凝蛋白头端相结合的结合位点。肌钙蛋白与肌动蛋白不同,肌钙蛋白和原肌球蛋白对肌肉收缩具有调节作用,又称为调节蛋白。原肌球蛋白也是一种条状蛋白质,位于由肌动蛋白组成的两条链之间的沟中。肌钙蛋白结合在原肌球蛋白的末端。因此,两个肌钙蛋白之间的距离大约保持在60nm。在安静时,肌钙蛋白将肌动蛋白上的结合位点封闭起来。因此,肌凝蛋白头端不能与肌动蛋白结合。当细胞质中Ca2+ 浓度升高时,肌钙蛋白在Ca2+ 的作用下,产生蛋白质构象变化,肌动蛋白上结合位点与肌钙蛋白分离,结合位点暴露,为肌凝蛋白与肌动蛋白相结合创造条件。

肌钙蛋白由3 个亚单位组成,分别是心肌肌钙蛋白C(cTnC)、心肌肌钙蛋白T(cTnT)和心肌肌钙蛋白I(cTnI)。cTnC 有能与Ca2+ 结合的位点,与Ca2+ 结合后引发肌肉收缩。cTnI 在磷酸激酶A(PKA)的作用下产生磷酸化,对心肌收缩具有重要调节作用。cTnT 具有连接原肌球蛋白的作用,近年来研究证明,它具有脚手架的作用,不仅连接原肌球蛋白,也连接cTnI 和cTnC。

粗丝和细丝在肌原纤维的排列是很有规律的。这种排列是肌肉收缩的结构基础。2条细丝连接到2 个相距1.5 ~ 3.5μm 的蛋白盘上,2 条细丝的中央端并不连接,之间有一定的距离,这一距离是肌肉收缩时肌小节缩短的长度。粗丝在两个蛋白盘的中央。它由2 束肌凝蛋白尾尾相连而组成。因此从肌凝蛋白的中线看,右侧肌凝蛋白的头指向右侧蛋白盘,左侧肌凝蛋白的头指向左侧的蛋白盘。因此在2 个蛋白盘之间的粗丝和细丝有规律地排列在一起,组成一个肌小节。一个肌小节的长度在1.5 ~ 3.5μm,收缩时缩短,舒张时伸长。这种有规律的排列贯穿整个肌肉。

如果从横截面上看,粗丝和细丝之间的关系是6 根细丝围成一个等边六角形,中心是粗丝。从每一根细丝看,它与3 根粗丝是等距的。在不同的横截面上粗丝和细丝可以同时存在,也可以不同时存在。由此可以造成透光性不同,在显微镜下表现为一条一条的横纹,成为横纹肌。

2. 心肌的收缩和舒张过程

研究证明,启动心肌收缩的因素是心肌胞质中Ca2+ 浓度的升高,即[Ca2+]i 升高。Ca2+ 浓度升高后启动了心肌的收缩和舒张的一系列过程。首先是打开肌动蛋白上被肌钙蛋白覆盖的结合位点,打开后的结合位点与肌凝蛋白的“头”相结合,将肌凝蛋白和肌动蛋白连接起来。这一结构成为连接粗丝和细丝的“横桥(cross-bridge)”。此时肌凝蛋白头上的ATPase 水解ATP,将ATP 转变为ADP,释放能量并引起肌凝蛋白“尾”的蛋白质产生构象变化,引起蛋白质的卷曲和缩短。由于肌凝蛋白头已经和肌动蛋白的结合位点相结合形成横桥,肌凝蛋白尾的缩短,必然会推动肌动蛋白在肌凝蛋白上滑动。肌动蛋白的滑动方向是朝向肌小节的中线,因此造成肌小节长度减小而缩短。一条肌肉中成百万的肌小节同步缩短的结果,必然会缩短整块肌肉的长度,产生收缩。这就是文献中常常提到的“滑动理论”。简而言之,这种滑动过程主要包括3 个步骤:①横桥的形成,即肌凝蛋白的头与肌动蛋白相结合;②肌凝蛋白头上的ATPase 水解ATP 释放能量;③肌凝蛋白尾中的蛋白质构象发生变化,产生卷曲缩短。这3 个步骤的结果引起了肌动蛋白在肌凝蛋白向肌小节中线滑动,从而缩短肌小节的长度,产生收缩。

心肌的舒张是由心肌细胞胞质中Ca2+ 浓度降低引起。由于Ca2+ 浓度降低,心肌收缩过程终止,又回到原来的松弛状态,产生舒张。从心肌的机械变化看,心肌的舒张似乎比较简单。实际上,心肌的舒张过程,例如舒张开始的时间、持续时间、舒张程度等,对血液返回心脏的速度、容量以及心肌在下一次收缩前的状态等都有很大的影响。这些变化最终都会影响到心脏的射血功能。

中国心脏与血管健康学院出品

返回搜狐,查看更多


责任编辑: